有效控制填筑施工质量是保证土石方工程安全的关键。目前已有间接无损检测方法检测精度低,而压实度预测与仿真分析法不具有时效性;已有的压实质量快速评估方法对于粒径分布范围较大(0~400mm)的堆石料缺乏研究;已有的碾压施工参数实时监控系统存在相邻作业面间漏碾、交叉、重复碾压等问题,同时在危险作业区或高原极限条件地区无法使用。研发能同时对3种具体控制指标(结果控制指标、料源控制指标和施工参数控制指标)实施监控的土石方压实监控系统既有重要的学术意义,也有较大的实际应用价值。本文取得的研究成果如下:(1)研发了一个土石方压实监控系统,其具有同时监控结果控制指标、料源控制指标和施工参数控制指标的功能。该系统已成功应用于前坪水库建设现场,实现了对大坝填筑施工过程主要环节精细化监控和无人碾压作业,有效确保了施工质量。(2)提出了一种新的基于集成声波检测技术的压实度检测方法。基于饱和半空间在集中力作用下的动力学响应理论和无限障板活塞辐射声场模型,结合现场碾压试验,建立了连续压实指标(SCV)和填筑材料干密度之间的关系模型。该方法解决了已有无损检测方法对0~400mm的堆石料不适用的问题。(3)提出了一种原创的差分脉冲激励方法(DPEM)。针对饱和半空间表面上受法向简谐荷载作用时竖向位移较难求解的问题,本文在SCV与填筑材料干密度关系模型建立过程中提出了DPEM方法,用于求解土体表面在简谐荷载作用下竖向位移的数值解。(4)建立了一种基于SCV指标值的压实质量评估模型并提出了相应的快速评估方法。基于SCV与干密度之间的强线性相关性并结合多组现场碾压试验,建立了堆石料(0~400mm)的压实回归模型(模型Ⅰ、模型Ⅱ和模型Ⅲ)。结合地质统计学方法,评估方法可用于快速评估碾压过程中填筑材料的压实质量。(5)提出了一种基于自动驾驶技术的碾压施工参数实时监控系统的解决方案,其包含自动碾压系统和料源运输实时监控系统。该系统能有效解决相邻作业面间漏碾、交叉、重复碾压等问题,保证碾压作业在危险环境或极限条件下正常进行,为填筑施工提供快速高效的运料保障。